 | Предложена модель локальной реионизации Млечного Пути и его спутников | |
Наука | ||
Сотрудники Страсбургской астрономической обсерватории предложили модель реионизации, хорошо соответствующую реальному распределению галактик — спутников Млечного Пути. ... | ||
Сотрудники Страсбургской астрономической обсерватории предложили модель реионизации, хорошо соответствующую реальному распределению галактик — спутников Млечного Пути.
Эпоха реионизации стала одним из важнейших этапов развития Вселенной, которая, как считается, изначально была заполнена плазмой. Её последующее расширение и охлаждение сделали образование нейтрального водорода энергетически выгодным, и доля свободных электронов и протонов резко снизилась. Вскоре после этого начали появляться первые звёзды и галактики, излучение которых и запустило процесс реионизации — повторной ионизации газа. Когда он завершился, межгалактическое пространство стало прозрачным для фотонов ультрафиолетового излучения, ранее поглощавшихся нейтральным водородом.
В ходе реионизации газ также должен был разогреваться и «утекать» из небольших маломассивных галактик, уменьшая объём вещества, доступного для образования звёзд. Такой эффект многие теоретики называют ключом к решению «проблемы отсутствующих спутников», которая была сформулирована около десяти лет назад и состоит в том, что модельная популяция сателлитов Млечного Пути явно превосходит по численности группу известных галактик, расположенных рядом с нами. Если реионизация действительно эффективно сдерживала звездообразование, многие спутники оказались бы тусклыми, а это объясняет, почему мы не можем их обнаружить.
Снимок Карликовой галактики в Волопасе — одного из ~20 известных спутников Млечного Пути. Принадлежащие этому спутнику звёзды для наглядности выделены искусственно. (Иллюстрация Василия Белокурова / SDSS-II Collaboration.)
Французы попробовали рассмотреть проблему более тщательно и сравнить между собой два (они, отметим, считались взаимоисключающими) сценария реионизации. В первом ионизацию проводило изотропное внегалактическое УФ-излучение, достигающее всех спутников в одно и то же время, а во втором — фотоны, испущенные звёздами, которые сформировались в наиболее массивном предшественнике Млечного Пути.
Результаты моделирования «внешней» и «внутренней» реионизации слабо отличались друг от друга, но в одном случае — при сравнении радиальных распределений галактик-спутников — различие стало довольно заметным. Как показывают приведённые ниже графики, «внутренняя» модель даёт больше сателлитов, находящихся на значительном расстоянии от центра Млечного Пути, и точнее описывает экспериментальные данные. Причины этого вполне понятны: когда источник реионизации находится в центре, удалённые от Галактики спутники получают дополнительное время на звездообразование и становятся более яркими, что способствует их обнаружению.
Радиальные распределения галактик-спутников: наблюдаемое обозначено чёрным, предсказанные «внутренней» и «внешней» моделями — синим и красным. (Иллюстрация Pierre Ocvirk.)
В будущем астрофизики планируют усложнить модель, включив в неё УФ-излучение звёзд, расположенных в самих галактиках-спутниках. Кроме того, они хотят увеличить число центральных источников реионизации, то есть учитывать звёзды не только самого массивного предшественника Млечного Пути, но и менее крупных его соседей.
Полная версия отчёта опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv. Подготовлено по материалам Страсбургской астрономической обсерватории.
